大型平板载荷试验对沪昆客运专线土体强度参数的研究.pdf

第28卷第4期
长江科学院院报
2011年4月
ournal of Yangtze River Scientific Research Institute
APr.2011
文章编号:1001-5485(2011)04-0032-04
大型平板载荷试验对沪昆客运专线
土体强度参数的研究
顾成权
(中铁第四動察设计院集团有限公司,武汉430063)
摘要:沪昆客运专线为高速无碴铁路,路基铺轨后允许沉降仅为1.5cm。线路沿线分布大量粉土地层,设计中路基
沉降主要根据室内试验估算,计算参数的取值对路基沉降计算起着至关重要的影响。选取现场典型地段,通过大
型平板载荷试验(PT)获取试验數据,并和室内试验及静力触探测试数据进行对比,分析不同测试方法、试验结果
的优劣,并为该地区粉土地层上的路基沉降计算提供力学参数。
关键词:粉土;路基沉降;大型平板载荷试验;室内试验;静力触探;力学参数
中图分类号:TU441.6文献标识码:A
沪昆客运专线为国家重点建设的高速铁路,按
时速350kmh无確轨道设计,路基对沉降要求极为3试验要求
严格,路基铺轨后允许沉降仅为1.5em。设计中路
基沉降主要根据室内试验估算。路基铺轨后沉降计
载荷试验采用慢速维持荷载法,自加荷开始按
算准确与否,与地基土变形参数的取值有着十分密
,2,2,5,5,15,15,15min间隔,以后每隔30min观
切的联系。线路沿线跨越多条大型河流,河流两岸测沉降一次,直至连藝2h内,每h的沉降量小子
冲积大量的粉土地层,对沿线广泛分布的粉土地基,
0
lmm时,则认为已达稳定,可施加下级荷载
选取典型地段,采用大型平板载荷试验,对修正沉降
估算,优化地基加固处理措施,有着十分重要的意4载荷试验成果分析
义
试验点位于江西高安市境内,周边出露大量第
四系全新统冲洪积粉土地层(Q+),浅黄色,稍
1试验目的
密、潮湿,厚约3.8m,其下为粉质黏土、粉土、粉细
砂及淤泥质粉质黏土等地层,呈透镜体或互层状,厚
分析沿线第四系全新统(Q-)代表性粉士地层度大于10m。测点附近地下水较发育,主要为第四
在載荷作用下的沉降变形计算。分析地基土大型平系孔隙潜水和弱承压水,試验点水位埋深2.2m。
板载荷试验与静力触探、土工试验等成果的对比关试验点编号为T,线路里程,DK580+220左5m
系,确定地基土的物理、力学性质指标,为路基沉降试验采用边长1m的方形承压板,上部砂包堆载达
估算提供依据。
50t(图1)。
4.1載荷试验前后物理力学性质对比
2试验原理
大型平板载荷试验点最后一级荷载变形较大,
但未见明显的破坏特征,对试验后指标进行统计,统
平板载荷试验是一种缩尺真型试验,以刚性承计结果见表1。
压板模拟建筑物基础地基土的受荷条件,直观反映
由表1分析,经过载荷试验,地基土因受扰动影
地基士的变形特性。荷载通过承压板均匀传至地响,除稠度状态(即液性指数工)和基本承载力降低
基,实测地基土在荷载作用下的变形,得到载荷试验外,其余地层指标均有提高,这与荷载作用后土体的
P-S(压力沉降)、P△S/△P(压力-沉降差/压力差)固结压密是一致的。
曲线,然后根据该曲线推求地基土参数的一种方法
收稿日期:2010-04-13
作者简介:顾成权(1978-),男,江苏建湖人,注册岩土工程师,高级工程师,硕士,主要从事铁路勘察、设计等方面的研究工作,(电话)
13554110017(电子信箱)38606746@9q.com
第4期
顾成权大型平板载荷试验对沪昆客运专线土体强度参数的研究
表1载荷试验前后室内试验指标对比表
Table 1 Comparison of laboratory test values before and after the plate loading
静力触探测试值
项目
天然密度
天然
蟈性
压缩系数
压缩模量
含水率
孔隙比
指数
指数
av(0.1-0.2)
EL、基本承截力胚缩模量
样本个数6
平均值24.7%
Mpa 169.00 kpa 4. 10 Mpa
载最大值
7.0%
0.580.27MPa-113.87MPa
荷最小值21.2%
1.79g/cm
0.020.13MPa-1
6.67 Mpa
试标准差
0.035
0.06
前变异系数0.08
0.044
0
修正系数
018
1.036
0.74
标准值26.4%
0.838
8.2
0.26MPa-16.78MPa
样本个数
平均值
0%
0.33
0.21MPa-1
10.76MPa111.67kPa4.34MPa
载最大偵24.8%
0.55
0.32MP
15.63M
荷最小值20.6%
0.590
0.1
0 30 MPA
5.98MP
试
验标准差
后变异系数
修正系数
标准值
表2PLT荷载沉降统计表
Table 2 Load settlement(PLT1
荷載P/沉降S/』荷载P/沉降S/『荷载P/沉降S/
mm
180
33.4l1
25.64
300
P/KN
100200300
10
图1现场大型平板載荷试验
20
30
Fig. 1 Large-scale plate loading on site test
40
4.2载荷试验参数分析
60
70
PLTl试验点荷载沉降关系详见表2和图2。
80
90
图2没有明显的第一拐点和第二拐点。采用经双曲
线拟合
图2PLT1试验点P-S曲线
p= S/(a+bs
Fig. 2 The P-S curve of the test site(PLT1)
S=S
(2)
式中:S为沉降修正值;S'为沉降实测值;S为P值
P/KN
200
对应承压板的沉降量(mm);ip为p-s直线段任一点
的压力(kPa);a,b为曲线拟合参数,试取S。值达最
佳拟合为止。
日0.25
当S。=-0.76时,拟合相关系数最高,求得
b=0.0012。P-△S/△P曲线见图3,由图3确定比
0.40
例界限压力p。为130kPa;
地基极限承载力:
图3PLT1试验点P-AS/AP曲线
R
(3
Fig 3 The P-AS/AP curve of the test site( PIT1)